表面粗糙度误差的测量与检验

1、.机械零件测量与检验表面粗糙度误差的测量与检验电子教案数控技术专业名师课堂资源开发小组2016 年 2 月项目四：零件表面粗糙度误差的测量与检验请对矩形花键套零件的表面粗糙度进行检测。如图13-1图13-1矩形花键套一、零件表面粗糙度的分析图13-1为矩形花键套，从零件图样分析可得，该零件表面粗糙度要求较高的有70js7外圆柱面Ra1.6,其次为Ra3.2,其余为Ra6.3.。表面粗糙度的相关专业术语及知识点零件的表面结构原于产品几何技术规范（GPS ,其几何特征只能用微米（um）级的参数来描述，通常要用光学量仪才能确定其精度等级。表面结构含粗糙度轮廓、波纹度轮廓和原始轮廓三个方面的内容， 国

2、家标准规定采用轮廓 法确定相应的参数。表面结构的粗糙度感觉零件的加工、 检验中使用较普遍，是本章节重点介 绍的内容。1、表面结构国家标准国家标准规定用轮廓法确定表面结构（粗糙度、波纹度和原始轮廓），对有关术语、定 义、参数和表面结构的标注作出了明晰的规范。现行使用的国家标准有：GB/T 3503-2009、GB/T1031-2009 和 GB/T 131-2006。GB/T 3503-2009产品几何技术规范（GPS）表面结构 轮廓法 术语、定义及表面结构参数。代替 GB/T 3505-1983、GB/T 3505-2000。GB/T1031-2009产品几何技术规范 （GPS）表面结构 轮廓

3、法 表面粗糙度参数及其数值。 代替GB/T 1031-1995。现行国家标准对原标准中的一些参数、 代号作出修改，例如：将“轮廓最大高度” 参数代号“Ry” 改成为“ Rz” ； “轮廓微观不平度的平均间距”参数代号“ Sm”改为“ Rsm” ； “取样长度”代号由“ L” 改为“ Lr”。GB/T 131-2006产品几何技术规范（GPS）技术产品文件中表面结构的表示法代替了GB/T 131-1993。2、表面粗糙度1)实际轮廓实际轮廓是指一个平面与表面相交所得的轮廓线，称为表面轮廓。如图 13-2所示。图13-2实际轮廓评定表面结构时，通常按轮廓上波长的大小将表面轮廓误差分成三类：波长入

4、属于表面粗糙度；波距入在 110mms于表面波纹度；波距入 10mmB于形状误差 际轮廓的几何误差如图13-3所示。1mm件实图13-3 实际轮廓的几何误差(a)表面粗糙度轮廓(b)波纹度轮廓(c)形状误差轮廓(d)截面轮廓.2）评定表面粗糙度的基本术语（1）取样长度Lr在X轴方向判别被评定轮廓不规则特征的长度。即用于评定具有表面粗糙度时所取的一段 基准长度。Ra参数值与取样长度Lr值的对应关系。见表13-1所示。表13-1 Ra参数值与取样长度Lr值的对应关系( p ni) .Rz (pm).RSrn (mm )标准眼洋长度什，标准评定长度4/ tr=5 X /, (. ni m).As (

5、mm)/lr = Zc(mm )*a萩沙0田0加2一汨130.1.30.013 也 04.(MJ02&U.080.4.A 0,02- 0. L>0.10. 5.>0.04-0. 13.ft 25.1.25.AO. 5-1AQJ3。. 40加上5584>2-ia>10-50>0.4L 3O+UUS12.5->1080.>50-320.>1.3-40.02 SH.40（2）评定长度Ln评定长度是评定轮廓表面粗糙度所必需的一段长度。一般包含一个或几个取样长度在 内，如取标准评定长度ln=5lr。若被测表面比较均匀，可选ln<5lr ;若均

6、匀性差，可选ln >5lr 。（3）轮廓中线用以评定表面粗糙度参数值大小的一条参考线称为轮廓中线 （在一个取样长度Lr之内）, 轮廓中线可以是最小二乘中线（如图13-4所示）或算术平均中线（如图13-5所示），视具体 的评定参数而定。图13-4轮廓最小二乘中线.图13-5 轮廓算术平均中线3）表面粗糙度评定参数（1）轮廓算术平均偏差Ra （如图13-6所示）在一个取样长度lr范围内，被评定轮廓上各点至轮廓中线的纵坐标值的绝对值的算术平均 值，即图13-6 轮廓算术平均偏差Ra（2）轮廓最大高度Rz （图13-7）轮廓最大高度Rz是指取样长度Lr范围内，轮廓峰顶线Zpmax与轮廓谷底线Zp

7、max间的 最大距离，即Rz = Zpmax + Zvmax（3）轮廓单元的平均宽度RSm一个轮廓峰与相邻的轮廓谷的组合叫做轮廓单元， 在一个取样长度lr范围内，轮廓单元相 交线段的宽度（轮廓的宽度 Xs）的平均值RSm即为1 mRSm XsiSm i i4）表面粗糙度的选用（见表13-2所示）表13-2表面粗糙度的表面特征、加工方法及应用表面微现特性匾/呷加工方法应用举例粗糙表面微见刀痕20粗车，粗刨、粗铳， 钻，毛馨、锯断半成品粗加工过的表面，非配合的加工表面，如 轴端面，倒角，钻孔、肉给和皮带珀恻面键槽底面， 密圈接触面半 光 表 面微见加工痕 选00车、刨、缸漳，钻、粗较轴上不安装轴承

8、、齿轮处的非配合表面,紧固件 的自由装配表面,轴和孔的退刀梢傲见加工赛 迹s5轧刨庭反，磨、 拉相刮，滚压半精加工表面，箱体、支架、盖面、套筒等和其他 零件结合而无配合要求的表面,需要发蓝的表面等看不清加工 痕迹W2.5轧刨、铳、镣.磨、 拉.刮、压摄齿接近于精加工表面，箱体上安装轴承的僚孔表 面,齿轮的工作面光 表 面可辨加工痕 选方向WL25车费像、拉.利、 精较、磨齿、滚压圆柱精，圆锥情，与流动物承配合的表面,普通车 床导轨面,内、外花键定心表面微舞加工痕迹方向S。立精较、精镀、磬.利藻压要求配合性质稳定的配合表面，工作时受交变应 力的重要零件，较高精度车床的导轨面不可辨加工 痕迹方何精

9、磨，母磨、研磨，超精加工精密机床主轴盖孔、顶尖圆锥面，发动机曲轴凸 轮轴工作表面，商精度内轮南面极 光 表 面暗光泽面,Wa16精磨、研磨、普通 抛光精密机床主辅轴颈去面，一股常规工作表面，汽 缸套内表面，活塞俏表面亮光洋面£0.明超精磨，精地光， 镜面磨削精密机床主轴轴颈表面，流动粕承的滚珠.高压 油泵申柱塞和柱塞套配合表面惊状光泽面WO，（M情 面wo.oi镜面磨削、超精研高精度量仪、量块的工作表面，光学仪器中的金 展镜面轴和孔的表面粗糙度参数推荐值见表13-3表13-3轴和孔的表面粗糙度参数推荐值5）表面粗糙度的标注丧血特征Rn/ftm,不大于驿度装卸事件的配合费而（如在 轮、

10、掇刀等）公用等城表面基本尺寸/mm到50大于50到5005轴0,20.4孔0 40.S6轴0.40.S孔0.4- 0.80. 8 - 1. fi7触0.4- 0.80. a - 1.6孔U. HLbR轴0.E1.6孔0.87.6LQ - 3.2及就配合的配合表面装配按机械基入法 装配技焦处理法公原等缎表面基本尺寸, /mm到50大于XI刎120大 J 120 fli 5005触Q.1 - 0,20.40,4孔0.1-0,40.S0,86-7物0,4Q.SL6孔0.M1.61.68轴O.JJ0, Z 1.61.67；扎1.61.6 - 3.2U6-3.2轴1.6孔1.6 + 3.2精擀定心用就合

11、的零件表面我面林同跳动公拄.2.546101625/iu (/xna)不大于轴0.050. 10.10.20.40, 8孔0.10.20.20.40.8L6潜动岫承的配合我向去面公盘等城液悖程帝锦株用69J0- 12Att/pm不大于轴0,4。0鹏0.8 3.2Q.l R4孔0.8 - 1.63.20,2 0.8（1）表面粗糙度的符号表面粗糙度符号、代号及意义见表13-4表13-4表面粗糙度符号、代号及意义符号意义Z最不表面可用任何方法获得当不加注相幅度聚数值或向关说明1洌如 裹面处理、局部陷处理状况等）时，仅适用手雷化代号J赛示表面是用去除材科的方法兼得。如车特、拈、黠、剪切* 抛光、曲谕、

12、电火花加工、r割等表面是用不去除相科方法荻因0如筋、眼、冲压变形热轧、冷 轧、他沫右金或若是用于保持原供应状况的表面（忸括保持上酒 工序状况M D在上逑三个符号的长边上均可加一横就，用于标注有关营翱在上逑三个符号上均有加一小圆，表示所肯裘面具有相同的表面 相福度君求士表13-5表面粗糙度画法与标注示例一_窟Xf-给出单一卷而玷构要求,用在除材料方法,U 16”的剧则f默认传输带3发酊轮廊的荒木平均 偏整值为网不超过Q.aHn无其他附加要求“以去除材料方法达到我两轮脚算术平均惭差 咫为& 8.umH粒魔最大彩政为R6汕n3）不同表面粗糙度的外观情况表13-6 不同表面粗糙度的外观情况Ra

13、/Wrm裹面外观情况主要加工方法应用举例50朗显可见刀值粗车、钳快、粗卧祜、 粗纹健刀和相敢轮加工粗粮”大面，一物R夕嗣25可见力曼12 5世见月葡粗轧苴快中帙拈不掩触克面、不重费表面，如用打,孔朗满机座底面63可见W工翦迹精丰、精株、精创、校、道、as茨司相对运行的零件持触面，50箱、盖，翼筒事来紧贴的 襄面，窿、慈就墙工作袤面相曼送行漉度不高的接触面，如支架孔材昼、带怆粕孔 的工作表面329ft见加工源迹16看不见加工痛也1 080可静加工狼池方向薛、情於情如情费求很好密封的接触面，如与第动轴承配合的表面、椎情 乳事相对活动通唇籁高的密触面，如滑动解床的配合表面、缶 轮轮悟的工作泉面040

14、智带加工狼迹方向。如不可同加工黑亚方向010除光涕面法他、他光、超期精史 研磨精密刻里具的表面粒重要零件的摩黑面，如汽赶的内表 田、精密机床的主轴,、生糅短的主轴颈等005亮光港面0 025道光姿而0 012r春光疑0 006面4）各种加工方法所能达到的表面粗糙度表13-7 各种加工方法所能达到的表面粗糙度选用计量器具根据零件表面粗糙度要求，可选择以下计量器具进行测量检验:零件名称序号检测项目量具类别量具名称数量备注矩形花键 套1Ra1.6,3.2 ,6.3量仪+样板表向粗糙度仪（表向 粗糙度样板）1套相关技术测量知识1、计量器具选用.表13-8表面粗糙度的检测方法、适用范围及说明序号检蛤方&

15、#177;明桂块匕戢法菖接日刊: k>2 5l 用前大捐二 k> 。史0.5;以我面粗糙魁CK样块口府上白湖糖劭标堆，用视觉的触觉法与祯测携面进行比较，以判定被测1%面是否符合瓶定；用样次进行比较检娑时样块和林则表面的材质、加工方法应 尽可能一致1样块比蹄简单易行，适合在生产现场使用匕案法凡1a.M稗翻诔面与裹硒程度匕谶样块靠近在一起，用比较显微真 观察荫者阚大的恚面，以棒快工作面上豳目箱嬉为标准，观察W 较被则表面是否达到相应样决的袤面粗糙度；从而判定稹则表面相 福度是否苻合翅定。此方法不白颈D出粗相度例值电动轮弼火蛾法M : 6心6 3R,：0.1-25电动航仪系触针式仪器口测

16、时仅器触针尖。葡1樵小康面上垂直于加工纹理方向的截面上，做水平移动测陛，从指示攸我直接得出一只里施工值这是段值则里最靠用的方法。或者用仪器由 记录装置，辘粗糙度轮廓曲线的放大图，再计算工要取值占11噢 蚀器适用在计量室。但便携式电动轮廓仪可在生产现场使用光切显像道我管显微谓是利用光切原理刚里青僦且健度的光切显微清3Mg法0.8100法。从目潼我军表面器幅度轮廓图像，用则镶置则里乂值和乐 也可通过则里他象U轮廓圄爆，再计算区值因其方法较繁而 不前周嬷时可将粗箱席轮睡像拍虾来评定中光切显耐国 用于计里室干涉 显端演 那If法千总显微造是利用光波干涉原理，以光波波长为基准来刷里恚 面相槌序的虢则表面育一金白油月槌度就呈出凸凹不平的憾谷阂 用涉条豺 通